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KAIST, 옷 형태의 웨어러블 OLED 소아 황달 치료기술 개발
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최경철 교수팀, 직물 기반 웨어러블 청색 OLED 개발해 실제 치료 적용 국내 연구진과 공동으로 활당 치료 효과 확인, 국제 학술지 게재
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KAIST는 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 을지대학교병원, 가천대학교, 선문대학교과 공동 연구를 통해 황달치료에 활용가능한 직물 기반의 웨어러블 청색 OLED를 개발하고 황달을 앓는 신생아의 혈청에서 청색 OLED 광원에 의한 빌리루빈 감소효과를 효과를 확인했다고 22일 밝혔다.
빌리루빈은 혈액에서 산소를 공급해주는 적혈구가 수명을 다해 분해된 결과물로, 보통 간에 의해 해독되고 담즙으로 배설된다. 혈장 내 빌리루빈의 농도가 올라가면 피부와 눈의 흰자위가 누런색을 띠는 황달 증상이 나타나며 신생아는 수명이 간 대사가 미숙해 빌리루빈이 많이 생산된다.
KAIST 최경철 교수 연구실의 최승엽 박사, 가천대학교 의공학과 전용민 교수, 선문대학교 권정현 교수가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 저명 학술지인 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 지난달 30일 게재됐고 속표지 논문으로 선정됐다.(논문명:Wearable Photomedicine for Neonatal Jaundice Treatment using Blue Organic Light-Emitting Diodes (OLEDs): Toward Textile-based Wearable Phototherapeutics)
신생아의 황달치료법으로는 광선요법, 약물투여, 교환수혈 등이 있으며 이 중 신생아 황달 치료에 널리 활용되는 광선요법은 체내에 축적된 빌리루빈을 빛에 노출해 변형시켜 체외로 방출하는 안전하고 효과적인 치료 방법이다.
병원에서는 신생아의 혈액 내 빌리루빈 농도가 치료 범위를 초과하면 신생아 집중치료실(NICU)에 입원시켜 인큐베이터의 스탠드에 장착된 청색 LED의 빛으로 치료한다.
이 방법은 치료에 매우 효과적이지만 부모와의 격리, 모유 수유 중단, 청색광에 의한 망막 손상 방지를 위한 눈가리개 활용, 웨어러블 치료 적용 한계 등의 애로점이 있다.
이에 따라 최 교수팀은 황달치료에 효과적인 470㎚(나노미터) 파장의 고출력의 청색 OLED를 사람이 착용 가능한 직물 위에 구현, 높은 유연성을 유지하는 '옷 OLED 소아 황달 치료 플랫폼'을 개발했다.
직물 기반의 청색 OLED는 4V 미만의 저전압에서도 황달치료에 충분한 출력을 갖고 있으며 100시간 이상의 구동 가능, 35℃ 미만의 낮은 구동 온도, 물세탁 신뢰성, 2㎜ 수준의 낮은 곡률 반경에서 1000회 이상을 견디는 유연성 등의 장점이 있다.
특히 공동 연구팀은 이번 연구에 대한 검증을 통해 470㎚ 파장을 갖는 청색 OLED를 신생아의 혈청에 조사, 3시간 이내에 황달 치료가 완료됐다고 판단되는 빌리루빈 수치(12 mg/dL)에 도달했으며, 기존 병원에서 활용되는 LED 황달 상용 치료기기 대비 균일하면서도 효과적인 황달 치료 성능을 확인했다.
KAIST 최경철 교수는 "설치형 LED 치료기기의 단점을 보완하고 더욱 균일한 효과를 기대할 수 있는 웨어러블 황달치료 기술이 상용화될 수 있는 기반을 마련했다"면서 "직물 위 OLED 기반 웨어러블 의료 기술개발로 OLED 분야서 중국과의 격차를 더욱 벌릴 수 있고 바이오 헬스케어 시대에 맞는 새로운 시장을 개척할 것으로 기대한다"고 말했다.
